エンドヌクレアーゼ

エンドヌクレアーゼ DNAとRNAを完全に分解することなく分解する酵素です。エンドヌクレアーゼのグループはさまざまな酵素で構成されており、それぞれが基質および作用特異的な方法で機能します。

エンドヌクレアーゼとは何ですか？

エンドヌクレアーゼは、人間だけでなくすべての生物に見られるさまざまな酵素です。それらはヌクレアーゼの上位グループに属します。エンドヌクレアーゼは、DNAまたはRNAを完全に切断することなく分解します。

DNAまたはデオキシリボ核酸は、糖分子（デオキシリボース）と核酸の複雑な構造です。 DNAを処理するために、エンドヌクレアーゼは個々のビルディングブロック間のホスホジエステル結合を切断します。ホスホジエステル結合は、バックボーン上でDNAとRNAを一緒に保持します。 DNAとRNAのヌクレオチドはリン酸残基を持っています。それは砂糖の上にあり、その基本的な構造はリングを形成しています。

この環には5つの炭素原子があります。とりわけ、炭素原子C5にOH基、つまり酸素と水素原子の組み合わせがあります。炭素原子C5とOH基はリン酸のエステルを形成します。このリン酸残基は、炭素原子C3と関連するOH基で構成される2番目のエステル結合を受け取ります。得られる結合は、3'-5'-ホスホジエステル結合です。

機能、効果、タスク

エンドヌクレアーゼは、DNAおよびRNAのプロセシングに寄与します。核酸のアデニン、チミン、グアニン、シトシンは遺伝暗号を形成し、遺伝を受けて次世代に情報を伝えるだけでなく、細胞の代謝を制御します。

DNAのさまざまな核酸の配列は、他の酵素（いわゆるリボソーム）がアミノ酸を一緒に鎖でつなぐ順序をコード化しています。すべてのタンパク質はこれらの鎖で構成されています。タンパク質のアミノ酸配列は、DNAの核酸配列に依存します-DNAは、タンパク質の形状と機能を決定します。

生物学とは、遺伝暗号のアミノ酸鎖への翻訳を翻訳といいます。翻訳は細胞核の外側の人体の細胞で行われます-DNAは細胞核の内側にのみ存在します。したがって、細胞はDNAのコピーを作成する必要があります。このコピーでは、糖分子としてデオキシリボースを使用していませんが、リボースを使用しています。したがって、それはRNAです。 RNAの生成は生物学では転写とも呼ばれ、エンドヌクレアーゼが必要です。

翻訳中、さまざまな酵素がヌクレオチドの鎖を長くする必要があります。エンドヌクレアーゼによる部分的切断もこれを可能にする。エンドヌクレアーゼは、細胞分裂中にDNAのコピーが必要な場合、複製においても同じ機能を持っています。

教育、発生、特性および最適値

すべての酵素と同様に、エンドヌクレアーゼはアミノ酸の鎖で構成されるタンパク質です。すべてのアミノ酸は同じ基本構造を持っています。それらは、アミノ基、カルボキシル基、単一の水素原子、α-炭素原子、および残りの基が結合した中央の炭素原子で構成されています。残りは各アミノ酸の特徴であり、他のアミノ酸や他の物質とどのような相互作用をするかを決定します。

生物学はまた、一次構造として酵素のアミノ酸鎖の形で酵素の一次元構造を説明します。チェーン内に折り目があります。他の酵素はこのプロセスを触媒します。空間秩序は、個々のビルディングブロック間に形成される水素ブリッジによって安定化されます。この二次構造は、α-ヘリックスとβ-シートの両方として表示できます。タンパク質の二次構造は折りたたまれ続け、より複雑な形状をとります。ここでは、さまざまなアミノ酸残基間の相互作用が重要な役割を果たします。

それぞれの残留物の生化学的特性に基づいて、最終的に三次構造が作成されます。この形でのみ、タンパク質はその最終的な特性を持ちますが、それは空間的な形に大きく依存します。酵素の場合、この形状には、実際の酵素反応が起こる活性中心が含まれます。エンドヌクレアーゼの場合、活性部位は基質としてDNAまたはRNAと反応します。

病気と障害

エンドヌクレアーゼは、DNAの鎖を切断するときにDNAを修復する上で重要な役割を果たします。 DNAが放射線や化学物質などによって損傷した場合、修復が必要です。 UVライトはすでにこの効果を持っています。

UV-B放射線の線量が増加すると、DNA鎖にチミン二量体が蓄積します。それらはDNAを変形させ、その後DNAの倍加に障害をもたらします。複製中にDNAを読み取る酵素は、チミン二量体によって引き起こされる変形を避けられないため、その作業を続けることができません。

人間の細胞には、さまざまな修復メカニズムがあります。エンドヌクレアーゼは切除修復に使用されます。特殊なエンドヌクレアーゼは、チミン二量体やその他の損傷を認識することができます。影響を受けるDNA鎖を、欠陥の前と後の両方で2回切断します。ダイマーは削除されますが、コードにギャップが生じます。次に、別の酵素であるDNAポリメラーゼがギャップを埋める必要があります。比較として、彼女は相補的なDNA鎖を使用し、ギャップが埋められて損傷したDNA鎖が復元されるまで、対応する塩基対を追加します。

この修復は珍しいことではありませんが、体内で1日に何度も発生します。修復プロセスの障害は、さまざまな障害、たとえば皮膚疾患の色素性乾皮症を引き起こす可能性があります。この病気では、細胞が紫外線による損傷を修復できないため、影響を受けた人々は日光に対して過度に敏感です。